[发明专利]具有气隙的浅沟槽隔离结构、采用该浅沟槽隔离结构的互补金属氧化物半导体图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种浅沟槽隔离结构，包括：

沟槽，形成在衬底的无源区域上；

内壁氧化物层，形成在所述沟槽上；

衬里，形成在所述内壁氧化物层上；

氧化物层，形成在所述衬里上，以填充所述沟槽；

气隙，形成在所述沟槽和所述衬里之间；以及

缓冲层，密封所述气隙。

2.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构，其中所述气隙形成在所述沟槽的一个横向侧。

3.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构，其中所述气隙形成在所述沟槽的两个横向侧。

4.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构，其中所述气隙形成在所述沟槽的一个横向侧和底表面处。

5.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构，其中所述气隙通过选择性蚀刻所述内壁氧化物层形成。

6.如权利要求5所述的浅沟槽隔离结构，其中所述衬里具有用于防止当所述内壁氧化物层被选择性蚀刻时所述衬里被去除的足够的厚度。

7.如权利要求1所述的浅沟槽隔离结构，其中所述缓冲层包括CVDSiO₂、SiON、Si₃N₄和多晶硅之一。

8.一种CMOS图像传感器的制造方法，该方法包括如下步骤：

在衬底上形成包括沟槽、内壁氧化物层、衬里和氧化物层的浅沟槽隔离结构；

在所述衬底上形成栅极图案；

在所述衬底中形成光敏二极管的n型离子注入区域；

在所述栅极图案的两个侧壁处形成间隔物；

在所述衬底中形成浮置扩散区域；

在所述沟槽和所述衬里之间形成气隙；

形成缓冲层，以覆盖所述气隙；以及

在所述衬底中形成所述光敏二极管的p型离子注入区域。

9.如权利要求8所述的方法，其中形成所述气隙的步骤包括：

形成蚀刻掩模，使得形成在所述沟槽和所述衬里之间的所述内壁氧化物层被选择性暴露；以及

蚀刻被暴露的所述内壁氧化物层。

10.如权利要求9所述的方法，其中，在形成所述蚀刻掩模的步骤中，所述蚀刻掩模形成为使得所述内壁氧化物层在所述沟槽的一个横向侧被暴露。

11.如权利要求9所述的方法，其中，在形成所述蚀刻掩模的步骤中，所述蚀刻掩模形成为使得所述内壁氧化物层在所述沟槽的两个横向侧被暴露。

12.如权利要求9所述的方法，其中，在蚀刻所述内壁氧化物层的步骤中，所述内壁氧化物层的一部分在所述沟槽的横向侧被蚀刻，以在所述沟槽的所述横向侧的一部分处形成所述气隙。

13.如权利要求9所述的方法，其中，在蚀刻所述内壁氧化物层的步骤中，所述内壁氧化物层在所述沟槽的横向侧被蚀刻，以在所述沟槽的所述横向侧的整个表面上形成所述气隙。

14.如权利要求9所述的方法，其中，在蚀刻所述内壁氧化物层的步骤在，所述内壁氧化物层在所述沟槽的一个横向侧和底表面处被蚀刻，以在所述沟槽的所述横向侧和所述底表面上形成所述气隙。

15.如权利要求9所述的方法，其中在蚀刻所述内壁氧化物层的步骤中采用的蚀刻剂的蚀刻速率对所述氧化物层相对较高，而对硅相对较低。

16.如权利要求9所述的方法，其中所述衬里具有用于防止在蚀刻所述内壁氧化物层时所述衬里被去除的足够的厚度。

17.如权利要求8所述的方法，其中所述缓冲层包括能够抑制自对准硅化工艺中金属离子的扩散的材料。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述缓冲层包括CVD SiO₂、SiON、Si₃N₄和多晶硅之一。

19.一种通过如权利要求8到18之一所述的方法制造的CMOS图像传感器。